Door veredeling is de biologische klok van diverse slarassen vertraagd. Met als gevolg dat sla later doorschiet, waardoor de krop compact en smaakvol blijft. Onderzoekers van Wageningen University & Research (WUR), Universiteit Utrecht en Dartmouth College hebben ontdekt welk gen dit proces aanstuurt. Hun ontdekking, gepubliceerd in New Phytologist, kan helpen bij het selecteren en ontwikkelen van robuustere slarassen.
De biologische klok regelt bij zowel mensen als planten talloze processen. Bij ons beïnvloedt die onder meer het slaapwaakritme en de stofwisseling, met de jetlag als bekend voorbeeld wanneer de klok verstoord raakt. Ook planten leven volgens het ritme van een biologische klok, ook wel het circadiaan (24 uur) ritme genoemd, vertelt Cèlia Anton-Sales, plantenwetenschapper bij WUR. "Dat ritme zorgt ervoor dat processen in een plant op het juiste moment van de dag en het jaar plaatsvinden. Denk aan ontkieming, bloei en zaadzetting. Als dit ritme wordt verstoord, bijvoorbeeld door veranderingen in licht en temperatuur, kan de zadenzetting stoppen of kan een plant zelfs afsterven. De gevolgen bij planten kunnen dus ingrijpender zijn dan bij mensen, waar het meestal 'alleen maar' vervelend is."
© Wageningen UR
Tragere klok betekent latere 'bolting'
Toch kan ontregeling van de biologische klok ook positieve effecten hebben op planten. Een trager circadiaan ritme zorgt er bijvoorbeeld bij gecultiveerde slarassen voor dat de plant langer doorgroeit zonder door te schieten. Anton-Sales: "In warme en zomerse omstandigheden, kan sla doorschieten. Dit wordt ook wel bolting genoemd, wat betekent dat sla een lange bloeiende stengel krijgt. Dat is onwenselijk, omdat de bladeren een bittere smaak krijgen en de stengels taai worden. Het vertragen van de biologische klok is nooit een doel op zich geweest bij veredeling, maar is er wel een direct gevolg van, laten we in de studie zien. Ook hebben we ontdekt welk gen een rol speelt bij een langzamer circadiaan ritme en bolting vertraagt."
© Cecilia Gutiérrez García
Artistieke samenvatting van hoe de bloei van sla wordt gestuurd door een interne klok die de omgevingsveranderingen afleest
Slecht functionerende fotoreceptor
De onderzoekers selecteerden 234 gecultiveerde en wilde slarassen uit de zaadbank van WUR en lieten deze onder gecontroleerde omstandigheden groeien. Met behulp van camera's registreerden ze de bladbewegingen, om zo de werking van de biologische klok te kunnen bestuderen. Hieruit bleek dat de verschillende rassen elk een andere klok en ander moment van bolting hadden, zegt Anton-Sales. "Beweging van het blad is een belangrijke indicator van de biologische klok. Die klok stuurt op zijn beurt de groei en ontwikkeling van de plant aan. Planten gebruiken licht om te bepalen welk moment van de dag het is. Bij diverse gecultiveerde slasoorten functioneert het gen phytochrome C (phyC) – een lichtreceptor die licht omzet in een signaal – niet goed. Dat leidt tot een trager ritme en een later moment van doorschieten. Het lijkt er dus op dat één gen de hoofdregelaar is van zowel de biologische klok als het doorschieten."
Verschillen tussen gecultiveerde rassen
Binnen de gecultiveerde rassen ontdekten de onderzoekers ook verschillen in de biologische klok, vervolgt Anton-Sales. "Met name bij modernere zomerrassen die zijn geselecteerd voor lange-dagteelt zagen we een trager ritme: geen cyclus van 24 uur, maar van 27 en soms zelfs 29 uur. Maar we zagen ook gecultiveerde rassen met een ritme dat dichter bij de natuurlijke klok zit, met name winterrassen en rassen met stengel- en oliehoudende zaden. Hier treedt dus ook eerder bolting op. Bij alle wilde slasoorten zit het ritme gewoon op 24 uur, daar werkt de fotoreceptor dus wel goed. Wat we alleen nog niet weten, is hoe phytochrome c zo slecht functioneert bij gecultiveerde rassen. Dit zou je op eiwitniveau verder moeten onderzoeken."
© Wageningen UR
Beter selecteren van rassen
Dankzij de inzichten van de studie kun je volgens Anton-Sales met 91 procent zekerheid voorspellen of een plant vroeg of juist laat doorschiet. "Voor boeren en telers is dat waardevolle informatie. Veredelaars kunnen het bovendien gebruiken bij de ontwikkeling van nieuwe rassen. Zo kun je rassen met een hoge stresstolerantie kruisen met rassen met een trage biologische klok, zodat ze beter bestand zijn tegen klimaatverandering én hun smaak behouden. Ook kun je rassen gericht selecteren op opbrengst per seizoen. Sla is wereldwijd een van de meest gegeten bladgroenten dus de bevindingen van onze studie kunnen van grote waarde zijn."
Voor meer informatie:
Wageningen University & Research
https://www.wur.nl/
